GICON Großmann Ingenieur Consult GmbH


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Geförderte Projekte: 3


Aufschluss von Hanf zur Verwendung in Asphaltmischanlagen


Zielprodukt: Aufbereiteter, getrockneter Hanfzuschlagstoff – Erfolgeich fertiggestellte Teststraße
Zielprodukt: Aufbereiteter, getrockneter Hanfzuschlagstoff – Erfolgeich fertiggestellte Teststraße

Projektidee

Ziel war die Nutzbarmachung von Hanffasern für den Einsatz in Asphaltmischanlagen durch Kopplung der Aufbereitung eines Hanf-Zuschlagstoffes mit einem zweistufigen Biogasprozess zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens. Im Ergebnis liegen die Fasern in gewünschter, gleichbleiben hoher Qualität vor und können zu Pellets verpresst werden. Beim Herstellungsprozess des Asphalts ist dadurch eine automatisierte, pneumatische Förderung möglich.

Bei der Herstellung der Asphaltmischung für den Großversuch zeigte sich im Vergleich zur bisherigen Verfahrensweise eine deutlich schnellere Einmischung des Fasermaterials. Eine asphaltierte Teststrecke zeigte eine sehr gute Asphaltqualität. Im Vergleich zu Asphaltmischungen unter Zusatz von Altpapier-Pellets konnten bessere Ergebnisse mit Hanffasern erzielt werden. Die erzielte Methanausbeute aus dem Biogasreaktor beim Aufschluss der Fasern führt nicht zur erwarteten Steigerung der Gesamtwirtschaftlichkeit. Ursache hierfür ist das Entgegenwirken von Methanproduktion zum Faserabbau im Biogasreaktor. Bei einem stetig steigenden Altpapierpreis und damit steigendem Preis der bisher eingesetzten Pellets  wird der Aufschluss von Hanffasern in einer Biogasanlage nach dem GICON-Verfahren zunehmend wirtschaftlicher.

Kundennutzen

Die Zielgruppe für eine Verwertung der Arbeitsergebnisse ist die Asphaltindustrie. Zellulose wird in der Asphaltmischung dringend als Stabilisierung der Mischung aus Bitumen und Gestein während des Transportes benötigt. Dabei reicht der spezielle Anwendungsfall vom Straßenausbau bis zum Einbau von Gussasphalt in Bäder. Die Zielgruppe ist somit stark eingeschränkt und direkt an die Transport/Verarbeitung von Asphalt gekoppelt.

Eine direkte Kopplung von Asphaltmischanlagen und Fasererzeugungsanlagen ist auf Grund der Inputmengen, der örtlichen Lage des Beschaffungsmarktes und dem notwendigen Transport im Vergleich zu dezentralen Anlagen unwirtschaftlicher. Somit könnten auch externe Dienstleister, welche sich am Beschaffungsmarkt ansiedeln, die Asphaltindustrie mit dem Rohstoff Hanffaser versorgen.

Steigende Einkaufspreise für Konkurrenzprodukte (insbes. Altpapier) können sich jedoch positiv auf eine Vermarktung auswirken. Fortschritte und Einsparungen bei der Pelletherstellung aus Fasern mithilfe eines Biogasprozesses dürften sich ebenfalls positiv auf die Umsetzung eines Verwertungskonzepts auswirken. Aufgrund dieser wirtschaftlichen Situation bestehen derzeit Abweichungen zum Verwertungsplan.

Ausblick

Es ist nach wie vor geplant, die Entwicklungsergebnisse als Dienstleistungspaket „Hanffasern zur Verwendung in Asphaltmischanlagen„ zu vermarkten, bzw. eine großtechnische Anwendung des entwickelten Verfahrens voranzutreiben.
Entgegen den Erwartungen wurde zwar festgestellt, dass die Hanffaser durch den Fermentationsprozess abgebaut wird, sodass eine Verweilzeit von 10 Tagen im Biogasreaktor als Optimum zwischen Methan-Erzeugung und Faserabbau festgelegt wurde. Die technischen Ergebnisse lassen dabei die Errichtung von entsprechenden Anlagen zur Fasererzeugung zu, allerdings hat die kostenseitige Auswertung des Verfahrens ergeben, dass die erzielte Methanausbeute aus dem Biogasreaktor nicht zur erwarteten Steigerung der Gesamtwirtschaftlichkeit führt.
Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass sich die Rohstoffsituation alternativer Stoffe (Altpapier) bei weiter optimierter Hanffaserproduktion zukünftiger günstiger darstellt, so dass eine Herstellung der Pellets auf Basis von Hanffasern den wirtschaftlichen Betrieb ohne Risiko ermöglicht. Mit den Entwicklungsergebnissen des vorliegenden Projekts können Wirtschaftlichkeitsrechnungen und Anlagenauslegungen vorangetrieben werden. Der Zeitpunkt der Anwendung lässt sich jedoch aufgrund der unverändert geringen Gasausbeuten nicht genau festlegen.

Folgende Maßnahmen sollen zur Vermarktung und zum Vertrieb der Anlagenlösung detailliert vorangetrieben werden:

  • Weiterentwicklung der Aufbereitungstechnologie, insbesondere zur Kostensenkung des Gesamtprozesses
  • Demonstration des Teststraßenbaus gegenüber potenziellen Kunden  (Referenzbeispiel, Produktpräsentation)
  • Präsentation der Ergebnisse auf Messen und Fachtagungen
Auch die Vergärung anderer fester pflanzlicher Abfallprodukte, wie Landschaftspflegegut oder Krautungsmaterial mit hohem Rhizom-Anteil aus Fließgewässern, kann mit der entwickelten Technologie angedacht werden und in einer Verwertung der vorliegenden Ergebnisse münden. Hier ist unter Umständen ein geringerer Einkaufspreis gegeben. Insbesondere die Verwendung von Mais entspricht diesen Anforderungen und liefert zudem deutlich höhere Ausbeuten im Biogasreaktor. Neben der Verwertung von Mais als Restdünger, könnte der Einsatz als Asphaltzuschlagstoff eine deutliche Wirtschaftlichkeitssteigerung bewirken. Die eingesetzte Technologie des Aufschlusses der Maisfasern in der Biogasanlage nach dem GICON-Verfahren entspricht damit der im Rahmen dieses Forschungsberichtes untersuchten Variante zum Aufschluss von Hanffasern. Die generelle Einsetzbarkeit von Maisfasern in Asphaltmischungen konnte bereits in der Vergangenheit gezeigt werden. Derzeit werden durch weitere, interne Untersuchungen in der GICON-Biogasanlage in Cottbus Verfahrens- und Qualitätsparameter optimiert, um die Wirtschaftlichkeit weiter zu steigern. Durch den Einsatz bereits bestehender Technologie soll damit ein signifikanter Einsparungseffekt erzielt werden.

Stand: 24.04.2012
Projektdaten aktualisiert: 06.12.2011

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